[发明专利]液位传感器、传感器系统和液位高度测量方法

权利要求书

1.一种液位传感器，其特征在于，包括相互电连接的液位测量装置和数据处理装置；

所述液位测量装置包括内电极和外电极；所述内电极包括多段同轴排列的管状子电极；相邻的所述子电极之间相互绝缘；所述外电极的形状为管状；所述外电极的内径大于所述内电极的内径；所述外电极嵌套在所述内电极的外部；所述外电极与所述内电极同轴设置；

多段所述子电极分别与所述数据处理装置电连接；多段所述子电极中最顶端的子电极设置为气体介质变化标定子电极；多段所述子电极中最末端的子电极设置为液体介质变化标定子电极；

所述数据处理装置实时且同时检测多段所述子电极的电容值，根据所述电容值输出液位高度值。

2.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述多段同轴排列的管状子电极固定设置于绝缘轴上；相邻的所述子电极之间设置有绝缘环。

3.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述内电极表面覆盖有绝缘套管；所述绝缘套管的长度与所述外电极的长度相同。

4.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述液位测量装置以连通器的形式与待测容器连接，设置于所述待测容器的外侧；

或者；所述液位测量装置设置于待测容器内部。

5.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述数据处理装置包括电容检测电路和微处理器；

所述电容检测电路用于实时检测多段所述子电极的电容值，将多段所述子电极的电容值发送至所述微处理器；

所述微处理器用于根据多段所述子电极的电容值输出液位高度值。

6.根据权利要求5所述的液位传感器，其特征在于，所述数据处理装置还包括外部通信接口；

所述外部通信接口与所述微处理器连接，用于将所述液位高度值输出至外部监控设备。

7.一种液位传感器系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1-6任一所述的液位传感器，还包括外部监控设备。

8.一种液位高度测量方法，其特征在于，所述方法由权利要求1-6任一所述的液位传感器执行，所述方法包括：

当检测到电容值发生变化的子电极低于液位传感器最顶端的子电极时，数据处理装置实时检测最顶端的子电极的电容值；

所述数据处理装置根据所述最顶端的子电极的电容值确定气体介质变化修正参数；

当检测到电容值发生变化的子电极高于液位传感器最末端的子电极时，所述数据处理装置实时检测最末端的子电极的电容值；

所述数据处理装置根据所述最末端的子电极的电容值确定液体介质变化修正参数；

数据处理装置根据所述气体介质变化修正参数、所述液体介质变化修正参数、各个子电极的实时电容值、各个子电极的标准电容值以及各个子电极的长度，确定待测容器内液体高度值；其中，所述标准电容值为预先存储的各个子电极的介质为空气时的电容值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置根据所述最顶端的子电极的电容值确定气体介质变化修正参数，包括：

气体介质变化修正参数

其中，n代表最顶端的子电极；Cxn为实时获取的最顶端的子电极的电容值；Con为最顶端的子电极的标准电容值；Hn为最顶端的子电极的长度；

所述数据处理装置根据所述最末端的子电极的电容值确定液体介质变化修正参数，包括：

液体介质变化修正参数

其中，1代表最末端的子电极；Cx1为实时获取的最末端的子电极的电容值；Co1为最末端的子电极的标准电容值；H1为最末端的子电极的长度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述数据处理装置根据所述气体介质变化修正参数、所述液体介质变化修正参数、各个子电极的实时电容值、各个子电极的标准电容值以及各个子电极的长度，确定待测容器内液体高度值，包括：

待测容器内液体高度值

其中，k代表各个子电极；Cxk为实时获取的各个子电极的电容值；Cok为各个子电极的标准电容值；Hk为各个子电极的长度。